[参考译文] TLV9062：4-20mA 电流环路测量与放大器的成本优化设计；CT 测量

尊敬的 Shreeneet：  

感谢您提供有关系统和所需规格的大量信息。 对于如何构想电路、您是否有任何基本方框图？  

此致、  

R·克利夫  

您好、Robert：

我们研究了多种参考设计、但电路中存在大量分立式元件并不能满足我们的要求。

我们收到了来自精密运算放大器团队@Art &@ç ã o Raymond 的宝贵指导,提出了一个解决方案。 但是、 TLV333运算放大器的成本超出了此特定用例的预算。

因此、我们正在考虑使用 TLV9002或 TLV9062、但在最终确定设计之前、我们非常感谢 TI 社区就这些决策提供反馈。

具体而言，我们在以下方面征求意见：

• 如何在 Voffset 为1.6mV 的单位增益配置中最大限度地降低误差？
  • 根据数据表、我们应该考虑哪个失调电压值、典型值(0、4mV)或最大值(1.6mV)？
• 如何减少 CT 二次侧测量中对外部元件的需求、在二次侧测量中可能需要高达50的增益而不超过0.2-0.4%的误差预算？
  • INA351和 INA181似乎很符合我们的预算要求
  • 这些电流检测放大器中相对较高的 Voffset 对 FSR 误差会有什么影响？
  • 我们如何通过更好的设计决策来最大程度地减少这些误差？
• 我们是否应在不影响信号链特性的情况下考虑任何额外的滤波器、ESD、浪涌和过压保护措施？

由于我们对模拟电路相对比较陌生、来自社区的任何指导和见解都将对我和我的团队非常有帮助。

感谢您投入宝贵的时间给予大力支持。

此致

尊敬的 Shreeneet：

如何在 Voffset 为1.6mV 的单位增益配置中将误差降至最低？

您有多种选择。 一种选择是进行一次校准以检查失调电压误差、然后使用板载软件或硬件对此进行调整。 我相信 Art 在上一个线程中确实提到了这一点。

第二种方法是使用另一种具有较低失调电压的运算放大器、并为更精确的器件接受更高的成本。  

我们应考虑哪个偏移值，数据表中的典型值(0,4mV)或最大值(1.6mV)？

两者可兼得。 典型值对应于您通常期望看到的值、最大值将是针对最坏情况下的误差进行设计。 如果您想通过系统方法对其进行校准、这将非常有助于最大限度地降低失调电压的影响。  

如何减少 CT 二次侧测量中对外部组件的需求，在二次侧测量中可能需要高达50的增益而不超过0.2-0.4%的误差预算？

• INA351和 INA181似乎很符合我们的预算要求

[/报价]

使用 INA351或 INA181将有助于减少外部元件、因为它们集成了增益电阻器。

说实话、在设计中、您需要决定是采用集成度更高的解决方案、还是分立式解决方案。

这些电流感应放大器中相对较高的 Voffset 对 FSR 误差的影响将是什么？

偏移相对较高意味着信号误差相对较高。  

如何通过更好的设计决策将这些错误降至最低？

答案与第一个问题的答复相同。  

我们是否需要在不影响信号链特性的情况下考虑任何额外的滤波器、ESD、浪涌和过压保护措施？

运算放大器在输入和输出端都具有内部 ESD 保护。 电源轨引脚上的 TVS 二极管有助于提供过压保护。  

此致、

R·克利夫  

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您好、Robert：

在以下电路中、分流电阻器连接至测量电路的接地端。 测量电路在0-3.3V 电压下工作、而电流环路在0-36V 电压下工作。 您能否确认我们是否可以继续使用以下建议的设计、或者我们是否需要对以下设计进行任何更新？

偏移相对较高意味着信号误差相对较高。  

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我要问的是、该误差是否乘以配置中的增益。

说实话、在设计中、您需要决定是采用集成度更高的解决方案、还是分立式解决方案。

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我们正在寻找一种集成式解决方案、通过增益为5至50的负载电阻器进行基于 CT 的电流测量、这一点我们很清楚。 我们寻求指导、以帮助我们找到更好的元件、因为我们对 TI 产品系列的接触有限。 在了解我们的要求后、您或许能够帮助我们提供更好的器件建议。

我们正在寻找一种稳健的解决方案、该解决方案的两种应用的误差预算都相对宽松、高达0.4%、 期待您的宝贵见解、了解哪些组件可以帮助我们更好地适应集成解决方案以及降低成本、因为我们对 TI 产品系列的了解有限。

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您有几个选项

您能和我们分享这些选择吗？ 此外、对于一次性失调电压校准、我们使用了单极 ADC、这是否会导致任何校准限制？

尊敬的 Shreeneet：  

您能否确认我们是否可以继续使用以下建议的设计、或者我们是否需要对以下设计进行任何更新？

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这是一个非常简单的电路。 根据您已决定的信息、看起来应该可以这样做。 只有您才能决定是否继续设计。  

罗伯特·克利夫顿56说：

偏移相对较高意味着信号误差相对较高。  

我要问的是、该误差是否乘以配置中的增益。

[/报价]

我很抱歉我被误解了。 是的、误差将乘以增益。  

您能与我们分享这些选项吗？ 此外、对于一次性偏移校准、我们有一个单极 ADC、这是否会导致任何校准限制？

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我建议向 ADC 团队提出这个问题。 这是哪个器件型号？ 请创建一个新帖子、以便更好地了解任何限制及其使用方法。  

使用 ADC 是一种选择。 另一种方法是使用 DAC。 但如果您没有 DAC、我建议坚持使用 ADC 校准方法。  

此致、  

R·克利夫  

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尊敬的 Shreeneet：

电流环路电路详细信息：
-电源电压：0至36V
-回路中的电流信号4-20mA/QUOTE]

此处是低成本分立式4-20mA 电流环路发送器的示例。 精度或误差取决于设计中所用组件的质量。  

e2e.ti.com/.../TLV07-Discrete-0_2D00_3.3V-4_2D00_20mA-07252023.TSC

或者、您可以使用 V/I 转换器、它也可以正常工作。 无论选择何种产品、分立式4-20mA V-I 转换器都需要一个超稳定的 LDO 或带隙基准、因为数字数据记录器的温度变化和漂移对于该应用至关重要。  

https://www.ti.com/lit/an/sboa327a/sboa327a.pdf?ts=1690316800099&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

此致！

雷蒙德